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建立了锥形辊穿孔机顶头辗轧锥角数学模型,以精确求得锥形辊穿孔机顶头辗轧锥角;并采用有限元法对设计效果进行验证.结果表明:采用穿孔机顶头辗轧锥角的精益设计方法设计的顶头,其轧制的毛管壁厚相对误差在2%~3%,壁厚最大偏差在1%以内,满足API标准要求且达到较高精度.该设计方法为穿孔工具设计软件及工艺控制模型的建立提供数学理论依据,可有效提升企业产品的市场竞争力.